//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// /** \file \brief \ru Символьные (пользовательские) функции. \en Symbolic (user) functions. \~ */ //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// #ifndef __FUNC_ANLYTICAL_FUNCTION_H #define __FUNC_ANLYTICAL_FUNCTION_H #include #include #include #include #include class MbMathematicalNode; // \ru Математический узел \en The mathematical node class MbListVars; // \ru Список переменных \en The list of variables class MbUserFunc; // \ru Пользовательская функция \en The user function class DefRange; // \ru Область определения функции \en The function domain //------------------------------------------------------------------------------ /** \brief \ru Скалярная функция, заданная символьной строкой. \en The symbolic function. \~ \details \ru Скалярная функция, заданная символьной строкой. \n \en The symbolic function. \n \~ \ingroup Functions */ // --- class MATH_CLASS MdCharacterFunction : public MbFunction, public MbSyncItem { private : const MbMathematicalNode * expression; ///< \ru Выражение функции в виде дерева. \en An expression of a function as tree. const MbListVars * variables; ///< \ru Аргументы функции в виде списка. \en Arguments of a function as list c3d::string_t data; ///< \ru Выражение функции в виде строки. \en An expression of a function as string. c3d::string_t argument; ///< \ru Аргументы функции в виде строки. \en Arguments of a function as string. double tmin; ///< \ru Начальный параметр. \en Start parameter. double tmax; ///< \ru Конечный параметр. \en End parameter. bool sense; ///< \ru Направление. \en Direction. public : /// \ru Конструктор. \en Constructor. MdCharacterFunction( const MbMathematicalNode & expression, const MbListVars & vars, const c3d::string_t & data, const c3d::string_t & argument, double tmin, double tmax, bool sense ); virtual ~MdCharacterFunction(); private: MdCharacterFunction( const MdCharacterFunction & ); public : // \ru Общие функции математического объекта \en Common functions of mathematical object MbeFunctionType IsA() const override; // \ru Тип элемента \en A type of element MbFunction & Duplicate() const override; // \ru Сделать копию элемента \en Create a copy of the element bool IsSame ( const MbFunction & other, double accuracy = LENGTH_EPSILON ) const override; // \ru Являются ли объекты равными \en Determine whether objects are equal bool SetEqual ( const MbFunction & ) override; // \ru Сделать равным \en Make equal void GetProperties( MbProperties & ) override; // \ru Выдать свойства объекта \en Get properties of object void SetProperties( const MbProperties & ) override; // \ru Записать свойства объекта \en Set properties of object double GetTMin () const override; // \ru Вернуть минимальное значение параметра \en Get the minimum value of parameter double GetTMax () const override; // \ru Вернуть максимальное значение параметра \en Get the maximum value of parameter bool IsClosed () const override; // \ru Замкнутость кривой \en A curve closeness void SetClosed ( bool cl ) override; // \ru Замкнутость функции \en A function closeness double Value ( double & t ) const override; // \ru Значение функции для t \en The value of function for a given t double FirstDer ( double & t ) const override; // \ru Первая производная по t \en The first derivative with respect to t double SecondDer ( double & t ) const override; // \ru Вторая производная по t \en The second derivative with respect to t double ThirdDer ( double & t ) const override; // \ru Третья производная по t \en The third derivative with respect to t // \ru Вычислить значение и производные. \en Calculate value and derivatives of object for given parameter. \~ void Explore( double & t, bool ext, double & val, double & fir, double * sec, double * thr ) const override; void Inverse ( MbRegTransform * iReg = nullptr ) override; // \ru Изменить направление \en Change direction double Step ( double t, double sag ) const override; double DeviationStep( double t, double angle ) const override; double MinValue ( double & t ) const override; // \ru Минимальное значение функции \en The minimum value of function double MaxValue ( double & t ) const override; // \ru Максимальное значение функции \en The maximum value of function double MidValue () const override; // \ru Среднее значение функции \en The middle value of function bool IsGood () const override; // \ru Корректность функции \en Correctness of function bool IsConst () const override; bool IsLine () const override; void SetOffsetFunc( double off, double scale ) override; // \ru Сместить функцию \en Shift a function bool SetLimitParam( double newTMin, double newTMax ) override; // \ru Установить область изменения параметра \en Set range of parameter void SetLimitValue( size_t n, double newValue ) override; // \ru Установить значение на конце ( 1 - в начале, 2 - в конце) \en Set the value at the end (1 - at start point, 2 - at end point) double GetLimitValue( size_t n ) const override; // \ru Дать значение на конце ( 1 - в начале, 2 - в конце) \en Get the value at the end (1 - at start point, 2 - at end point) // \ru Создать функцию из части функции между параметрами t1 и t2 c выбором направления sense. \en Create a function in part of the function between the parameters t1 and t2 choosing the direction. MbFunction * Trimmed( double t1, double t2, int sense ) const override; // \ru Разбить функцию точкой с параметром t и вернуть отрезанную часть. \en Function break by the parameter t, and cut off part of the function: begs == true - save the initial half, beg == false - save the final half. MbFunction * BreakFunction( double t, bool beg ) override; private: void Translate (); void CheckParam ( double & t ) const; private: void operator = ( const MdCharacterFunction & ); // \ru Не реализовано \en Not implemented DECLARE_PERSISTENT_CLASS_NEW_DEL( MdCharacterFunction ) }; IMPL_PERSISTENT_OPS( MdCharacterFunction ) //------------------------------------------------------------------------------ /** \brief \ru Скалярная функция, заданная аналитическим выражением. \en The analytical function. \~ \details \ru Скалярная функция, заданная аналитическим выражением. \n \en The analytical function. \n \~ \ingroup Functions */ // --- class MATH_CLASS MdAnalyticalFunction : public MbFunction { private: MbUserFunc * expression; // \ru Пользовательская функция. \en The user function. double tmin; // \ru Начальный параметр. \en Start parameter. double tmax; // \ru Конечный параметр. \en End parameter. bool sense; // \ru Направление. \en Direction. private: struct DerivateData : public AuxiliaryData { double tCur; // \ru Параметр для которого рассчитаны производные \en. The parameter where the derivatives have been calculated. double derivatives[cdt_CountDer]; // \ru Рассчитанные значения производных. \en The calculated values of derivatives. DerivateData(); DerivateData( const DerivateData & data ); }; mutable CacheManager cache; public : // \ru Конструктор. \en Constructor. MdAnalyticalFunction( const MbUserFunc & ufunc, bool sameFunc, double tmin, double tmax, bool sense ); public: virtual ~MdAnalyticalFunction(); private: MdAnalyticalFunction( const MdAnalyticalFunction & ); public : // \ru Общие функции математического объекта \en Common functions of mathematical object MbeFunctionType IsA() const override; // \ru Тип элемента \en A type of element MbFunction & Duplicate() const override; // \ru Сделать копию элемента \en Create a copy of the element bool IsSame ( const MbFunction & other, double accuracy = LENGTH_EPSILON ) const override; // \ru Являются ли объекты равными \en Determine whether objects are equal bool SetEqual ( const MbFunction & ) override; // \ru Сделать равным \en Make equal void GetProperties( MbProperties & ) override; // \ru Выдать свойства объекта \en Get properties of the object void SetProperties( const MbProperties & ) override; // \ru Записать свойства объекта \en Set properties of the object double GetTMin () const override; // \ru Вернуть минимальное значение параметра \en Get the minimum value of parameter double GetTMax () const override; // \ru Вернуть максимальное значение параметра \en Get the maximum value of parameter bool IsClosed () const override; // \ru Замкнутость кривой \en A curve closeness void SetClosed ( bool cl ) override; // \ru Замкнутость функции \en A function closeness double Value ( double & t ) const override; // \ru Значение функции для t \en The value of function for a given t double FirstDer ( double & t ) const override; // \ru Первая производная по t \en The first derivative with respect to t double SecondDer ( double & t ) const override; // \ru Вторая производная по t \en The second derivative with respect to t double ThirdDer ( double & t ) const override; // \ru Третья производная по t \en The third derivative with respect to t // \ru Вычислить значение и производные. \en Calculate value and derivatives of object for given parameter. \~ void Explore ( double & t, bool ext, double & val, double & fir, double * sec, double * thr ) const override; void Inverse ( MbRegTransform * iReg = nullptr ) override; // \ru Изменить направление \en Change direction double Step ( double t, double sag ) const override; double DeviationStep ( double t, double angle ) const override; double MinValue ( double & t ) const override; // \ru Минимальное значение функции \en The minimum value of function double MaxValue ( double & t ) const override; // \ru Максимальное значение функции \en The maximum value of function double MidValue () const override; // \ru Среднее значение функции \en The middle value of function bool IsGood () const override; // \ru Корректность функции \en Correctness of function bool IsConst () const override; bool IsLine () const override; void SetOffsetFunc ( double off, double scale) override; // \ru Сместить функцию \en Shift a function bool SetLimitParam ( double newTMin, double newTMax ) override; // \ru Установить область изменения параметра \en Set range of parameter void SetLimitValue ( size_t n, double newValue ) override; // \ru Установить значение на конце ( 1 - в начале, 2 - в конце) \en Set the value at the end (1 - at start point, 2 - at end point) double GetLimitValue ( size_t n ) const override; // \ru Дать значение на конце ( 1 - в начале, 2 - в конце) \en Get the value at the end (1 - at start point, 2 - at end point) virtual void GetCharacteristicParams( std::vector & tVec, double t1, double t2 ) const; // \ru Дать параметры особого поведения(для cos это Pi*n) \en Get parameters of special behavior (for cos it is Pi*n) // \ru Создать функцию из части функции между параметрами t1 и t2 c выбором направления sense. \en Create a function in part of the function between the parameters t1 and t2 choosing the direction. MbFunction * Trimmed( double t1, double t2, int sense ) const override; // \ru Разбить функцию точкой с параметром t и вернуть отрезанную часть. \en Function break by the parameter t, and cut off part of the function: begs == true - save the initial half, beg == false - save the final half. MbFunction * BreakFunction( double t, bool beg ) override; virtual bool IsCos ( double & a, double & b ) const; ///< \ru Имеет ли функция вид a * cos() + b. \en Function looks like a * cos() + b. /** \brief \ru Получить область определения функции. \en Get function domain. \~ \details \ru Получить область определения функции для параметра с индексом ind. Метод вырезает из заданной области определения участки, где функция не определена. \n \en Get the function domain for the parameter with index ind. The method cuts from the initial domain some parts where the function is not defined. \n \~ \param[in, out] dr - \ru Инициализируется некоторым начальным диапазоном. На выходе - пересечение этого диапазона с реальной областью определения функции. \en It is initialized by some start range. The output value will be the intersection between this range and the true function domain. \~ \param[in] ind - \ru Индекс переменной, для которой ищется область определения. \en An index of the variable, which the domain is searched for. \~ \param[in] stopOnBreak - \ru Остановить поиск если найден разрыв. \en Searching will be stopped if the first break is found. \~ \return \ru Возвращает false если область определения найти не удалось. \en Returns false if domain cannot be found. \~ */ bool GetDefRange( DefRange & dr, size_t ind, bool stopOnBreak ) const; private: /// \ru Производные по параметру: параметр, значение, первая, вторая и третья производные \en Derivatives with respect to the parameter: parameter, value, first, second and third derivatives void Derivates ( double & t, DerivateData * data ) const; void CheckParam( double & t ) const; void ResetTCalc() const; // \ru Сбросить временные данные \en Reset temporary data void operator = ( const MdAnalyticalFunction & ); // \ru Не реализовано. \en NOT ALLOWED !!! DECLARE_PERSISTENT_CLASS_NEW_DEL( MdAnalyticalFunction ) }; IMPL_PERSISTENT_OPS( MdAnalyticalFunction ) #endif // __FUNC_ANLYTICAL_FUNCTION_H